單片機控制步進電機易出現(xiàn)失步、低頻振動及易受外界電磁干擾而影響步進電機的正常工作,從步進電機本身的特性和控制驅(qū)動系統(tǒng)等方面分析了問題出現(xiàn)的原因,從控制驅(qū)動系統(tǒng)電磁干擾方面來講步進電機運行時的不穩(wěn)定主要受兩個方面的影響,一是步進電機本身的機械特性所致,另一方面是控制驅(qū)動系統(tǒng)本身受外界環(huán)境因素和程序結(jié)構(gòu)等方面產(chǎn)生的影響。步進電機是將電脈沖信號轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制電機,是現(xiàn)代數(shù)字程序控制系統(tǒng)中的主要執(zhí)行元件,應(yīng)用極為廣泛。
在非超載的情況下,電機的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數(shù),而不受負(fù)載變化的影響,當(dāng)步進驅(qū)動器接收到一個脈沖信號,它就驅(qū)動步進電機按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動一個固定的角度,稱為“步距角”,它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運行的。可以通過控制脈沖個數(shù)來控制角位移量,從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的;同時可以通過控制脈沖頻率來控制電機轉(zhuǎn)動的速度和加速度,從而達(dá)到調(diào)速的目的。
步進電機運行時存在的低頻振動即轉(zhuǎn)子的振蕩現(xiàn)象,會引起齒輪碰撞,產(chǎn)生噪聲!這種噪聲是步進電機的固有特性造成的;同時步進電機還存在諧振點,當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速達(dá)到其機械諧振點時就會產(chǎn)生諧振和噪聲;另外步進電機在高頻啟動和停止時也會因為強烈的沖擊產(chǎn)生振動和噪聲。
電磁干擾將有可能使單片機控制系統(tǒng)工作發(fā)生紊亂,使單片機產(chǎn)生誤動作甚至死機等,嚴(yán)重影響步進電機運行的穩(wěn)定(解釋:穩(wěn)固安定;沒有變動)性。步進電機是將電脈沖信號轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制電機,是現(xiàn)代數(shù)字程序控制系統(tǒng)中的主要執(zhí)行元件,應(yīng)用極為廣泛。在非超載的情況下,電機的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數(shù),而不受負(fù)載變化的影響,當(dāng)步進驅(qū)動器接收到一個脈沖信號,它就驅(qū)動步進電機按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動一個固定的角度,稱為“步距角”,它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運行的??梢酝ㄟ^控制脈沖個數(shù)來控制角位移量,從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的;同時可以通過控制脈沖頻率來控制電機轉(zhuǎn)動的速度和加速度,從而達(dá)到調(diào)速的目的。步進電機驅(qū)動器可以通過控制脈沖個數(shù)來控制角位移量,從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的;同時可以通過控制脈沖頻率來控制電機轉(zhuǎn)動的速度和加速度,從而達(dá)到調(diào)速和定位的目的。單片機控制步進電機的驅(qū)動系統(tǒng)產(chǎn)生電磁干擾的干擾源主要來自外部電源、內(nèi)部電源、印制板自制干擾、空中周圍電磁場(定義:傳遞實物間磁力作用的場)干擾、外部干擾信號可以通過公共導(dǎo)線、電容、相鄰導(dǎo)線的互感以及空間輻射等途徑從干擾源耦合到敏感元件上。
驅(qū)動系統(tǒng)中影響比較突出的幾個方面加以分析:
1.布線不不影響正常工作。同一回路或不同回路間布線不不影響正常工作時容易產(chǎn)生感生電動勢,形成電磁干擾。
2.供電干擾。工作時,交流電網(wǎng)負(fù)載突變時產(chǎn)生幅值較大的瞬變電壓波經(jīng)由直流穩(wěn)壓電源進入電子控制回路,從而影響單片機供電電源的穩(wěn)定。
3.單片機與步進電機驅(qū)動回路之間,驅(qū)動回路產(chǎn)生的干擾信號通過線路竄入單片機,使單片機產(chǎn)生誤動作,從而導(dǎo)致步進電機出現(xiàn)多步或失步現(xiàn)象。
4.步進電機的電樞繞組通斷頻繁,當(dāng)通電時,會產(chǎn)生較大的電壓電流的梯度變化,導(dǎo)致磁場耦合,形成嚴(yán)重的電磁干擾。當(dāng)電樞繞組斷電時,線圈中的磁場突然消失會產(chǎn)生很高的瞬變電壓竄入控制回路,對系統(tǒng)中其它電子裝置產(chǎn)生相當(dāng)大的電能沖擊甚至損壞元件。
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